SC²S Colloquium - October 8, 2014

From Sccswiki
Jump to navigation Jump to search
Date: October 8, 2014
Room: 02.07.023
Time: 3 pm, s.t.


Michael Obersteiner: Parallele Keimerkennung in Nukleationsszenarien

In den letzten Jahrzehnten haben sich molekulardynamische Simulationen als wirksame Methode für die Vorhersage von Nukleationsszenarien herausgestellt. Für eine effiziente Umsetzung sind jedoch geeignete parallele Clustererkennungsalgorithmen nötig. In dieser Arbeit wird ein paralleler Algorithmus vorgestellt, welcher mithilfe von zwei Tiefensuchen eine effiziente Implementierung der Clustererkennung ermöglicht. Die erste lokale Tiefensuche ermittelt alle lokal ermittelbaren Clusterteile und erstellt somit eine vergröberten Graphen. Basierend auf dieser neu entwickelten Vergröberungsstrategie wird der Graph mithilfe eines ”Masterprozessors” in einer zweiten Tiefensuche ausgewertet. Die Performanceanalyse zeigt das Potential der neuen Methode, jedoch werden auch die derzeitigen Probleme durch den sequentiellen Teil des Algorithmus deutlich. Weiterhin werden mögliche Erweiterungen und Losungen für die derzeitigen Probleme aufgezeigt, welche eine sehr effiziente und zuverlässige Implementierung ermöglichen.

Andreas Stefan: Entwicklung eines skalierbaren Checkpoint-Restart Schemas mit parallelem File-I/O

Die Molekulardynamik ist ein wichtiger Bereich in der Forschung. Sie bedient sich großer Rechenzentren oder Supercomputer, um ihre Simulationen durchzuführen. Bei solchen Simulationen entstehen riesige Datenmengen, wodurch eine effiziente Ein- und Ausgabe notwendig wird. Diese Arbeit beschäftigt sich damit, unter Ausnutzung von parallelen Dateisystemen einen Checkpoint-Restart-Mechanismus für das Molekulardynamikprogramm MarDyn zu entwickeln weil der bislang vorhandene Mechanismus für größere Simulationsläufe so lange dauert, dass er nicht benutzbar ist. Zunächst haben wir eine Evaluierung der gängigen parallelen I/O-Bibliotheken vorgenommen. Danach haben wir eine Implementierung mit den Bibliotheken PnetCDF und MPI-IO realisiert. Die Grundidee dahinter ist, ein Dateiformat aufzubauen, das eine Zellstruktur ähnlich der Datenstruktur des Linked-Cells-Alogrithmus verwendet. Die Laufzeiten, die wir mit unserer Implementierung erreichen konnten, zeigen, dass es jetzt möglich ist, einen Checkpoint-Restart effizient auszuführen. Auch bei großen Tests mit 33 Millionen Molekülen und 16.000 Prozessen dauert das Schreiben eines Checkpoints nur wenige Sekunden.